國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司 張文俊 魏俊奎 潘日高 葛小霞 竇志駿

引言

改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程，資源大幅的開(kāi)發(fā)利用，導(dǎo)致固體廢棄物數(shù)量與日俱增，危險(xiǎn)廢物的產(chǎn)生量也逐年增加。根據(jù)2018年中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)顯示，近十年來(lái)我國(guó)危險(xiǎn)廢棄物產(chǎn)生量持續(xù)快速增長(zhǎng)，2017年全國(guó)危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量達(dá)到6936.9萬(wàn)噸，較上一年增長(zhǎng)了29.73%。相較一般固體廢物危險(xiǎn)廢物具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應(yīng)性和感染性等危險(xiǎn)特性，隨意傾倒或利用處置不當(dāng)會(huì)嚴(yán)重危害人體健康，甚至對(duì)生態(tài)環(huán)境造成難以恢復(fù)的損害。為此，黨的十八大以來(lái)生態(tài)環(huán)境主管部門加大了危險(xiǎn)廢物管理力度，進(jìn)一步明確或提高了從危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生到處置利用全過(guò)程的規(guī)范化管理要求。

由于危險(xiǎn)廢物安全貯存、處置回收等過(guò)程環(huán)節(jié)的要求較高，加之各地區(qū)危險(xiǎn)廢物回收利用經(jīng)營(yíng)企業(yè)數(shù)量一般較少且布局分散，對(duì)于跨地域生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)且產(chǎn)生危險(xiǎn)廢物的大型企業(yè)而言，需兼顧危險(xiǎn)廢物管理的規(guī)范性和經(jīng)濟(jì)性，因此這類大型企業(yè)就必須要科學(xué)規(guī)劃危險(xiǎn)廢物處置管理體系，在保證科學(xué)化、規(guī)范化處置危險(xiǎn)廢物的前提下同步實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)廢物的綠色化、經(jīng)濟(jì)化處置。

電網(wǎng)企業(yè)是關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈和國(guó)家能源安全的大型國(guó)有企業(yè)，在國(guó)家現(xiàn)代能源供應(yīng)體系中扮演重要作用。電網(wǎng)企業(yè)一般是以省級(jí)行政區(qū)域?yàn)樽匀环指?，設(shè)立省級(jí)電網(wǎng)企業(yè)并在各地市設(shè)立分公司進(jìn)行屬地化管理，因此省級(jí)電網(wǎng)企業(yè)是典型的跨地域生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位。同時(shí)電網(wǎng)企業(yè)也是危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生單位，其主要產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物包括廢變壓器油、廢鉛蓄電池等。目前多數(shù)省份的電網(wǎng)企業(yè)采取的危險(xiǎn)廢物處置管理模式總體可以概括為“屬地拆舊與收集貯存、集中拍賣與分散回收”，即由各省公司直管單位或市/縣公司資產(chǎn)使用和管理部門進(jìn)行拆舊后，移交給屬地物資部門臨時(shí)貯存，經(jīng)省級(jí)物資部門集中拍賣、確定回收商后，由回收商分散回收利用。電網(wǎng)企業(yè)采取這一處置管理模式以來(lái)，顯著提升了危險(xiǎn)廢物處置的規(guī)模效應(yīng)，提高了拍賣處置的經(jīng)濟(jì)收益，避免了國(guó)有資產(chǎn)的流失。

電網(wǎng)企業(yè)現(xiàn)行的危險(xiǎn)廢物處置管理模式也存在著一些棘手的問(wèn)題。首先，由于危險(xiǎn)廢物貯存場(chǎng)所環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求較高，很多基層單位的貯存場(chǎng)所標(biāo)準(zhǔn)不能完全達(dá)標(biāo)，加之一些基層單位在危險(xiǎn)廢物管理方面人員力量較為薄弱，造成潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)；其次，雖然省級(jí)物資部門分批次集中拍賣處置的危險(xiǎn)廢物總量相對(duì)可觀，但危險(xiǎn)廢物由各市/縣公司產(chǎn)生和貯存，實(shí)際布局非常分散，中標(biāo)的危險(xiǎn)廢物回收商需要到各市/縣公司零散的回收，這一方面導(dǎo)致有資質(zhì)的回收企業(yè)不愿意參與競(jìng)拍，從而讓危險(xiǎn)廢物處置競(jìng)拍的競(jìng)爭(zhēng)性不大，處置效益還有進(jìn)一步提升的空間，處置拍賣流標(biāo)現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，另一方面導(dǎo)致很多中標(biāo)回收商在了解到實(shí)際情況后不愿意如期履約、甚至毀約，造成危險(xiǎn)廢物得不到及時(shí)處置回收。

對(duì)此，本文提出省級(jí)電網(wǎng)企業(yè)可采取“屬地拆舊、分級(jí)貯存、集中拍賣、批量回收”的新型危險(xiǎn)廢物處置管理模式，即在全省范圍內(nèi)建立市/縣臨時(shí)收集網(wǎng)點(diǎn)、區(qū)域集中貯存中心兩級(jí)危險(xiǎn)廢物貯存管理體系，其中收集網(wǎng)點(diǎn)由屬地物資部門管理，區(qū)域集中貯存中心由省公司統(tǒng)一管理，屬地危險(xiǎn)廢物拆舊后先移交至收集網(wǎng)點(diǎn)臨時(shí)貯存，達(dá)到一定規(guī)模后運(yùn)輸至指定的區(qū)域集中貯存中心集中貯存，分批次集中拍賣，最后由回收商通過(guò)集中貯存中心批量回收。

這一模式的優(yōu)勢(shì)在于，一是按照生態(tài)環(huán)境部、交通運(yùn)輸部聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于印發(fā)<鉛蓄電池生產(chǎn)企業(yè)集中收集和跨區(qū)域轉(zhuǎn)運(yùn)制度試點(diǎn)工作方案>的通知》（環(huán)辦固體〔2019〕5號(hào)），以及各省發(fā)布的試點(diǎn)工作具體方案，廢鉛蓄電池的臨時(shí)收集網(wǎng)點(diǎn)在貯存場(chǎng)所的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)上顯著放寬，現(xiàn)有的市/縣公司危險(xiǎn)廢物貯存場(chǎng)所即可滿足，而在集中貯存中心建立完全符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的貯存場(chǎng)所，從而可大大減少環(huán)境合規(guī)風(fēng)險(xiǎn)；二是回收商通過(guò)集中貯存中心批量回收將大幅減少回收商的運(yùn)輸成本，既可提高回收商參加競(jìng)拍的意愿，從而提升危險(xiǎn)廢物處置的競(jìng)爭(zhēng)性和處置價(jià)格，又可減少流標(biāo)的可能性，從而避免因危險(xiǎn)廢物得不到及時(shí)處置而造成的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

針對(duì)這一新型危險(xiǎn)廢物處置管理模式，電網(wǎng)企業(yè)則需要科學(xué)、合理規(guī)劃區(qū)域集中貯存中心的位置布局，并明確收集網(wǎng)點(diǎn)到集中貯存中心的運(yùn)輸路徑，從而最大程度減少建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本。為此本文提出了面向這一危險(xiǎn)廢物分級(jí)管理的集中貯存中心選址模型，以期為電網(wǎng)企業(yè)優(yōu)化危險(xiǎn)廢物處置管理體系提供參考。

1 文獻(xiàn)回顧

本文研究的危險(xiǎn)廢物集中貯存中心選址模型本質(zhì)上是選址和路徑規(guī)劃選擇問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)危險(xiǎn)廢物的選址和路徑選擇問(wèn)題已開(kāi)展了一些研究。Sibel Alumur 等提出的路徑選址優(yōu)化模型，以總成本和運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)最小為目標(biāo)解決了貯存中心的選址、技術(shù)配備以及運(yùn)輸?shù)葐?wèn)題[1]。Omid Boyer等構(gòu)建了最小化總成本和運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)的多目標(biāo)優(yōu)化模型，幫助決策者同時(shí)確定處理、回收和處置中心的位置[2]。何波、楊超和任鳴鳴在研究城市固體廢物選址時(shí)考慮了總成本和對(duì)附近居民影響總效應(yīng)最小，建立了一個(gè)雙目標(biāo)規(guī)劃模型，通過(guò)混合多目標(biāo)算法求出Pareto 最優(yōu)解，但未將對(duì)自然環(huán)境的負(fù)效應(yīng)納入范疇[3]。黃本生等以成本參數(shù)和經(jīng)濟(jì)參數(shù)為目標(biāo)，技術(shù)參數(shù)為約束條件對(duì)危險(xiǎn)廢物管理系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃[4]。

趙佳虹、丁宏飛和胡鵬提出了基于環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制的危險(xiǎn)廢物選址與路徑選擇問(wèn)題，構(gòu)建了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與成本LRP 雙目標(biāo)模型，考慮了危險(xiǎn)廢物的相容性及貯存等約束條件，并設(shè)計(jì)了多階段聚類遺傳算法[5]。申勇、王子蘭和吳友發(fā)綜合考慮設(shè)施使用時(shí)間年限、廢物回收率以及建設(shè)加工固定費(fèi)用，建立以總費(fèi)用最小為目標(biāo)的危險(xiǎn)廢物處理設(shè)施混合整數(shù)規(guī)劃選址模型[6]。王海燕、張岐山考慮了廢物產(chǎn)生點(diǎn)與處理點(diǎn)的距離，側(cè)重解決城市內(nèi)中轉(zhuǎn)站的選址問(wèn)題，建立負(fù)效應(yīng)和成本的雙目標(biāo)混合整數(shù)規(guī)劃模型設(shè)計(jì)[7]。黃麗霞、趙軍以運(yùn)輸和選址過(guò)程中的總費(fèi)用和總風(fēng)險(xiǎn)最小為目標(biāo)，引入廢物設(shè)施能力與路段風(fēng)險(xiǎn)承載能力約束，構(gòu)建了可同時(shí)優(yōu)化設(shè)施選址、廢物分配和廢物運(yùn)輸決策的多目標(biāo)混合整數(shù)線性規(guī)劃模型[8]。

2 模型提出

2.1 模型假設(shè)

電網(wǎng)企業(yè)建立危險(xiǎn)廢物集中貯存中心的選址與路徑規(guī)劃問(wèn)題，一般需要對(duì)三個(gè)方面做決策，以期最小化成本和運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)：集中貯存中心的選址；收集網(wǎng)點(diǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)計(jì)劃，即哪些收集網(wǎng)點(diǎn)運(yùn)往哪個(gè)集中貯存中心；集中貯存中心點(diǎn)的面積規(guī)劃。

建立模型之前給出如下假設(shè)：不同地區(qū)建設(shè)集中貯存中心的單位面積建設(shè)成本不同，但運(yùn)營(yíng)成本固定，而收集網(wǎng)點(diǎn)則可使用現(xiàn)存的倉(cāng)庫(kù)，無(wú)需考慮建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本；備選點(diǎn)已經(jīng)過(guò)基于重要指標(biāo)的論述和評(píng)價(jià)，符合環(huán)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)；一個(gè)集中貯存中心可接收多個(gè)收集網(wǎng)點(diǎn)的危險(xiǎn)廢物，但一個(gè)收集網(wǎng)點(diǎn)只能向一個(gè)集中貯存中心轉(zhuǎn)運(yùn)危險(xiǎn)廢物；電網(wǎng)企業(yè)產(chǎn)生廢鉛蓄電池和廢變壓器油2種危險(xiǎn)廢物，不同類型危險(xiǎn)廢物不能用一輛車運(yùn)輸；危險(xiǎn)廢物的運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)與運(yùn)輸距離成線性關(guān)系；由于集中貯存中心接收的危險(xiǎn)廢物可交由危險(xiǎn)廢物回收商回收，因此理論上電網(wǎng)企業(yè)跟回收商確定好回收周期后，回收商會(huì)將集中貯存中心的危險(xiǎn)廢物周期性的清空回收。

2.2 參數(shù)和決策變量定義

模型參數(shù)如下：i ∈I={1,2,…，X}，表示收集網(wǎng)點(diǎn)，即電網(wǎng)企業(yè)共有多少市（市轄區(qū)）、縣公司；j ∈K={1,2,…，X}，表示在j 個(gè)市、縣公司作為集中貯存中心的備選點(diǎn)n ∈N={1,2}；表示第n 類危險(xiǎn)廢物；Lij表示i、j 之間的地理距離；Cj表示在第j 個(gè)市、縣公司建設(shè)集中貯存中心的單位建設(shè)面積成本/年；Pj表示在第j 個(gè)市、縣公司建設(shè)集中貯存中心的運(yùn)營(yíng)成本/年，是一個(gè)固定值；γij表示i、j 之間單位運(yùn)輸距離的運(yùn)輸成本；Vn表示運(yùn)輸?shù)趎 類危險(xiǎn)廢物車輛的容量；yn表示單位面積能存放第n 類危險(xiǎn)廢物的容量；min表示第i 個(gè)收集網(wǎng)點(diǎn)在第n 類危險(xiǎn)廢物年產(chǎn)生量，根據(jù)歷史情況估算，這一項(xiàng)決定了單個(gè)收集網(wǎng)點(diǎn)某類危險(xiǎn)廢物總的運(yùn)輸次數(shù)；λ是貯存中心建設(shè)面積保留的一定冗余乘數(shù)，對(duì)所有貯存中心一樣；N 為貯存中心建設(shè)的最大個(gè)數(shù)；T是電力企業(yè)與回收商約定的回收周期，以月為單位。

決策變量定義如下：sj，其值為1表示在備選點(diǎn)即j 市建立集中貯存中心，否則為0；xij，其值為1，表示由第j 個(gè)貯存中心接收第i 個(gè)收集網(wǎng)點(diǎn)的危險(xiǎn)廢物，否則為0；qj為第j 個(gè)集中貯存中心的建設(shè)面積。

2.3 模型構(gòu)建

式（1）和式（2）目標(biāo)函數(shù)。式（1）為總成本最小化，包括各集中貯存中心的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本，以及各收集網(wǎng)點(diǎn)向集中貯存中心運(yùn)輸危險(xiǎn)廢物的運(yùn)輸成本；式（2）為運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)最小化，因?yàn)檫\(yùn)輸距離越長(zhǎng)則潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)越大，因此用運(yùn)輸距離最小作為目標(biāo)。式（3）～式（6）為約束條件。式（3）表示集中貯存中心的建設(shè)面積約束；式（4）表示一個(gè)集中貯存中心可以接收多個(gè)收集網(wǎng)點(diǎn)的危險(xiǎn)廢物，但一個(gè)收集網(wǎng)點(diǎn)只能向一個(gè)集中貯存中心轉(zhuǎn)運(yùn)危險(xiǎn)廢物；式（5）限定了電網(wǎng)企業(yè)集中貯存中心建設(shè)的總個(gè)數(shù)；式（6）確保了不建設(shè)集中貯存中心的地方，sj=0時(shí)集中貯存中心的面積qj=0，而建設(shè)集中貯存中心的地方式（3）和式（6）可同時(shí)成立。

3 結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際工作中，考慮到一些地市已建成了符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的危險(xiǎn)廢物貯存場(chǎng)所，那么還需針對(duì)本文提出的選址模型進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，可以將這些地市作為既定集中貯存中心點(diǎn)，減少建設(shè)成本，對(duì)于此類集中貯存中心只要確定哪些收集網(wǎng)點(diǎn)向這些集中貯存中心運(yùn)輸危險(xiǎn)廢物即可。